本发明涉及混凝土和砂浆技术领域，具体涉及一种混凝土膨胀剂及其制备方法与应用。
背景技术：
混凝土在凝结初期或硬化过程中会出现体积缩小现象，在结构内部产生收缩应力，当收缩应力超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂形成收缩裂缝。为防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝，有效设置后浇带是常规措施，但是后浇带延长工期，钢筋断后的搭接、焊接和清理凿毛均会给填缝施工带来一定麻烦，处理不好将留下隐患。膨胀剂，是一类可以通过理化反应引起体积膨胀的材料，其体积膨胀可被应用于材料生产、无声爆破等多个领域。在混凝土施工过程中，通过添加混凝土膨胀剂来补偿收缩混凝土在硬化过程中产生的膨胀作用，可以防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内，因此，添加混凝土膨胀剂已成为混凝土施工过程中防止收缩裂缝的一种理想手段。然而，现有技术中的混凝土膨胀剂，常因膨胀率偏低或补偿收缩作用不够，无法与混凝土强度发展相适应导致不能同步补偿混凝土收缩或强度不够易造成坍落等而使得施工效果不佳。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够具有保坍且能增强混凝土强度的混凝土膨胀剂及其制备方法与应用。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种混凝土膨胀剂，由以下重量份的原料制成：硬石膏25～30重量份、硫酸铝5～10重量份、氧化钙12～25重量份、缓凝剂3～5重量份、减水剂8～15重量份及粉煤灰16～35重量份。
本发明的有益效果在于：本发明配方制得的混凝土膨胀剂既具有良好的膨胀性能、又能兼具有减水、保坍及增加混凝土强度等多种功能，是一种集膨胀、抗裂、抑制收缩、增强、缓凝和泵送于一身的高性能膨胀剂。本发明方案制得的膨胀剂能够有效的控制坍落度的损失，减少水泥的水化热，提升泵送能力。
本发明还包括上述混凝土膨胀剂的制备方法，包括以下步骤：按上述配比称取各原料后，经过粉碎、搅拌后制备而成。
本发明的有益效果在于：本发明产品的制备方法操作简单，采用本发明方案制得的混凝土膨胀剂比表面积大于360，补偿收缩作用好，能够与混凝土的强度相适应。
本发明还包括上述混凝土膨胀剂的应用，包括以下步骤：在制备混凝土时，添加上述混凝土膨胀剂。
本发明的有益效果在于：本发明产品应用前景广、施工方便，对各种水泥均具有良好的适应性，施工方便，可满足商砼和泵送混凝土的操作要求，尤其适用于配制高性能的补偿收缩的混凝土、大体积抗裂混凝土或超长结构工程中的有膨胀要求的特殊混凝土。
附图说明
图1为本发明实施例1的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
一种混凝土膨胀剂，由以下重量份的原料制成：硬石膏25～30重量份、硫酸铝5～10重量份、氧化钙12～25重量份、缓凝剂3～5重量份、减水剂8～15重量份及粉煤灰16～35重量份。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明配方制得的混凝土膨胀剂既具有良好的膨胀性能、又能兼具有减水、保坍及增加混凝土强度等多种功能，是一种集膨胀、抗裂、抑制收缩、增强、缓凝和泵送于一身的高性能膨胀剂。本发明方案制得的膨胀剂能够有效的控制坍落度的损失，减少水泥的水化热，提升泵送能力。采用粉煤灰作为膨胀剂的载体，在磨机中也起到助磨的作用，均为一级。
优选地，所述混凝土膨胀剂，由以下重量份的原料制成：硬石膏30重量份、硫酸铝10重量份、氧化钙25重量份、缓凝剂4重量份、减水剂15重量份及粉煤灰16重量份。
进一步地，所述减水剂包括茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙。
进一步地，所述茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙的重量比为1～3:1～3:1。
优选地，所述茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙的重量比为2:2:1。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用本发明方案的减水剂可使减水率达17％以上。
优选地，所述茶素粉体、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙均为粉体。
进一步地，所述缓凝剂包括蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠。
进一步地，所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠的重量比为1：1～3:1～3。
优选地，所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠的重量比为7:15:15。
进一步地，所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠均为粉体。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用本发明的缓凝剂可将初凝时间延长216min以上。
本发明还包括上述混凝土膨胀剂的制备方法，包括以下步骤：按上述配比称取各原料后，经过粉碎、搅拌后制备而成。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明产品的制备方法操作简单，采用本发明方案制得的混凝土膨胀剂比表面积大于360，补偿收缩作用好，能够与混凝土的强度相适应。
本发明还包括上述混凝土膨胀剂的应用，包括以下步骤：在制备混凝土时，添加上述混凝土膨胀剂。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明产品应用前景广、施工方便，对各种水泥均具有良好的适应性，施工方便，可满足商砼和泵送混凝土的操作要求，尤其适用于配制高性能的补偿收缩的混凝土、大体积抗裂混凝土或超长结构工程中的有膨胀要求的特殊混凝土。
进一步地，所述混凝土膨胀剂的添加比例为6～8％，优选为7.5％。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在制备混凝土时，掺入6～8％的本发明膨胀剂，制成补偿收缩混凝土，生成的膨胀产物能同步补偿混凝土收缩；在钢筋和邻位的限制条件下，导入0.3～0.8mpa的自应力，使结构处于受压状态，能大幅提高混凝土的密实度、抗渗性、抗裂性和耐久性等。
本发明的实施例一为：
一种混凝土膨胀剂，由以下重量份的原料制成：硬石膏30重量份、硫酸铝10重量份、氧化钙25重量份、缓凝剂4重量份、减水剂15重量份及粉煤灰16重量份。所述减水剂包括茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙，所述茶素粉体、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙均为粉体，所述茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙的重量比为2:2:1。所述缓凝剂包括蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠。所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠也均为粉体。所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠的重量比为7:15:15。
上述混凝土膨胀剂的制备方法，如图1所示，按上述重量份通过微机配料系统进行配料，加入到粉碎机中粉碎后，通过搅拌机搅拌混匀再通过微机精确计量后，包装检验合格即可入库出厂。
将上述混凝土膨胀剂应用于混凝土施工中，按上述混凝土膨胀剂按7.5％的比例添加到水泥中，并对上述混凝土膨胀剂按照国标gb23439-2009项目检测，检测结果如下表1所示，表1为本发明实施例1样品检测结果对照表：
表1本发明实施例1样品检测结果对照表
从上表可以看出，本发明的混凝土膨胀剂各项指标均符合国标要求，且远优于国标要求。将本发明配方制得的混凝土膨胀剂加入到混凝土后，混凝土的减水率超出国标的40％，且早期不论在水中还是在空气中均具有一定的膨胀补偿能力，抗压和抗折强度均有大幅提升，大大地增强了混凝土的强度，有效的控制坍落度的损失；延缓了凝结时间，初凝时间延长了256min。
本发明的实施例二为：一种混凝土膨胀剂，由以下重量份的原料制成：硬石膏25重量份、硫酸铝5重量份、氧化钙12重量份、缓凝剂5重量份、减水剂8重量份及粉煤灰35重量份。所述减水剂为茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙，所述茶素粉体、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙均为粉体，所述茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙的重量比为3:3:1。所述缓凝剂包括蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠。所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠也均为粉体。所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠的重量比为1:2:2。
上述混凝土膨胀剂的制备方法，按上述配比称取各原料后，经过粉碎、搅拌后制备而成。
将上述混凝土膨胀剂应用于混凝土施工中，按上述混凝土膨胀剂按6％的比例添加到混凝土中。
本发明的实施例三为：一种混凝土膨胀剂，由以下重量份的原料制成：硬石膏28重量份、硫酸铝8重量份、氧化钙20重量份、缓凝剂3重量份、减水剂10重量份及粉煤灰25重量份。所述减水剂为茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙，所述茶素粉体、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙均为粉体，所述茶素、氨基磺酸钠和木质素磺酸钙的重量比为1:1:1。所述缓凝剂包括蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠。所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠也均为粉体。所述蔗糖、柠檬酸和三聚磷酸钠的重量比为1:3:3。
上述混凝土膨胀剂的制备方法，按上述配比称取各原料后，经过粉碎、搅拌后制备而成。
将上述混凝土膨胀剂应用于混凝土施工中，按上述混凝土膨胀剂按8％的比例添加到混凝土中。
综上所述，本发明提供一种混凝土膨胀剂及其制备方法与应用，本发明配方制得的膨胀剂具有良好的减水、增强、保坍和抗裂功能；应用本膨胀剂的大型混凝土，能够有效的控制坍落度的损失，减少水泥的水化热，提高泵送能力，尤其适用于配制高性能的补偿收缩的混凝土、大体积抗裂混凝土或超长结构工程中的有膨胀要求的特殊混凝土。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。